Storia illustrata dei circuiti stampati

Il primo circuito stampato (PCB) fu sviluppato negli anni '30 da Paul Eisler, che studiò ingegneria e fu redattore di riviste prima di dedicarsi all'ingegneria elettrica. Eisler ebbe l'idea che la stampa su carta potesse essere utilizzata non solo per i giornali. Sviluppò l'idea in un minuscolo monolocale a Hampstead, Londra.

Moe Abramson

La storia dei circuiti stampati è stata influenzata da molti sviluppi tecnologici. Alcuni dei primi circuiti stampati sono stati creati da Moe Abramson, un ingegnere informatico che ha contribuito a sviluppare il processo di assemblaggio automatico. Abramson ha anche sviluppato schemi di interconnessione con fogli di rame e tecniche di saldatura a immersione. Il suo processo è stato successivamente migliorato e il suo lavoro ha portato al processo standard di produzione dei circuiti stampati.

Il circuito stampato è un circuito che supporta meccanicamente e collega elettricamente i componenti elettronici. In genere è costituito da due o più strati di fogli di rame. Il suo processo di produzione consente una maggiore densità di componenti. È inoltre dotato di fori passanti per le connessioni elettriche. I PCB più avanzati incorporano anche componenti elettronici integrati.

Stanislao F. Danko

La storia dei circuiti stampati risale alla metà del XX secolo. Prima di allora, i componenti elettronici erano dotati di cavi metallici e venivano saldati direttamente alla traccia del circuito stampato. Il primo processo di autoassemblaggio è stato sviluppato da Moe Abramson e Stanislaus F. Danko, membri dei Signal Corps statunitensi. I due brevettarono questo processo, che da allora è diventato il metodo standard di fabbricazione dei circuiti stampati.

I circuiti stampati sono una parte importante dei dispositivi elettronici. Dai loro umili inizi a metà del 19° secolo, sono diventate di uso comune. La loro evoluzione è stata guidata dalla crescente domanda dei consumatori. I consumatori di oggi si aspettano una risposta immediata dai loro dispositivi elettronici. Nel 1925, Charles Ducas sviluppò un processo chiamato "filo stampato" per ridurre la complessità del cablaggio. Il dottor Paul Eisler costruì il primo PCB operativo in Austria nel 1943.

Harry W. Rubinstein

La storia dei circuiti stampati è stata in gran parte plasmata da un uomo di nome Harry W. Rubinstein, che ha lavorato come ricercatore e dirigente presso la divisione Centralab della Globe-Union dal 1927 al 1946. Durante la sua permanenza alla Centralab, Rubinstein fu responsabile di diverse innovazioni, tra cui il miglioramento dei pattini a rotelle, delle candele di accensione e delle batterie di accumulo. Tuttavia, la sua invenzione più famosa fu il circuito elettronico stampato.

La storia dei circuiti stampati inizia nei primi anni del 1900, quando i componenti elettronici venivano saldati su un circuito stampato. Il circuito stampato presentava dei fori per i conduttori, che venivano inseriti attraverso questi fori e poi saldati alle tracce di rame della scheda. Tuttavia, nel 1949, Moe Abramson e Stanislaus F. Danko svilupparono una tecnica che prevedeva l'inserimento dei conduttori dei componenti in un modello di interconnessione in lamina di rame e la loro saldatura a immersione. Questo processo fu poi adottato dai Signal Corps dell'esercito degli Stati Uniti e alla fine divenne un metodo standard per fabbricare circuiti stampati.

Componenti con tecnologia a montaggio superficiale (SMT)

SMT è una tecnologia che consente di applicare i componenti elettronici direttamente sulla superficie di un circuito stampato (PCB). Ciò consente una produzione più efficiente e un design più compatto. Inoltre, riduce il numero di fori, con conseguente riduzione dei costi di produzione. I componenti SMT sono anche più robusti e possono resistere a livelli più elevati di vibrazioni e urti.

Il vantaggio principale della tecnologia a montaggio superficiale rispetto ai componenti a foro passante è che è altamente automatizzata e riduce il numero di guasti durante il processo di saldatura. Inoltre, i componenti SMT sono molto più economici da confezionare rispetto alle loro controparti THT, il che significa che il prezzo di vendita è inferiore. Questo è un enorme vantaggio per i clienti che cercano circuiti stampati in grandi volumi.

Strati multipli di rame

I PCB con più strati di rame sono costruiti con più strati di lamine di rame e materiale isolante. Gli strati di rame possono rappresentare un'area di rame continua o tracce separate. Gli strati di rame conduttivo sono collegati tra loro mediante vias, canali sottili che possono trasportare corrente. Questi strati conduttivi sono spesso utilizzati per ridurre le EMI e fornire un chiaro percorso di ritorno della corrente. Di seguito sono elencati alcuni vantaggi dell'uso del rame sui circuiti stampati.

I PCB multistrato sono più costosi di quelli a singolo strato. Sono anche più complessi da produrre e richiedono un processo di fabbricazione più complicato. Nonostante il costo elevato, sono molto diffusi nelle apparecchiature elettroniche professionali.

Compatibilità elettromagnetica

La compatibilità elettromagnetica (EMC) è un aspetto importante della progettazione di un prodotto. Gli standard EMC sono un prerequisito per garantire il funzionamento sicuro dei prodotti. La progettazione di un circuito stampato deve essere compatibile dal punto di vista elettromagnetico con i suoi componenti e con l'ambiente circostante. In genere, i circuiti stampati non soddisfano gli standard EMC al primo passaggio. Pertanto, il processo di progettazione deve essere incentrato sul rispetto degli standard EMC fin dall'inizio.

Esistono diverse tecniche comuni per ottenere la compatibilità elettromagnetica. Un metodo consiste nell'applicare uno strato di terra su un circuito stampato. Un altro metodo prevede l'uso di griglie di terra per fornire una bassa impedenza. La quantità di spazio tra le griglie è importante per determinare l'induttanza di terra del circuito stampato. Le gabbie di Faraday sono un altro modo per ridurre le EMI. Questo processo comporta la creazione di una massa intorno al circuito stampato, che impedisce ai segnali di viaggiare oltre il limite di massa. Ciò contribuisce a ridurre le emissioni e le interferenze prodotte dai circuiti stampati.